Молекулярная дипломатия: от атак иммунной системы матери плод защищают клетки-"миротворцы"

Иммунная система человека – это уникальный "оборонный комплекс". Т-клетки, входящие в её состав, обеспечивают защиту от вирусов и паразитов, а также проводят зачистку, избавляясь от повреждённых клеток самого организма.

Однако учёные долгое время не могли понять, почему иммунная система матери не атакует плод, ведь его ДНК отличается от "родной". Зародившуюся жизнь, по логике вещей, Т-клетки должны принять за "чужеродный материал".

Объяснение нашла научная группа из Института Сенгера (Великобритания). Оказалось, что на самых ранних этапах беременности в организме женщины проходят сложнейшие "молекулярные переговоры", в результате которых плод получает "неприкосновенность".

По словам учёных, в случае нарушения такого "дипломатического соглашения" во время беременности могут возникнуть различные осложнения, вплоть до выкидыша. И больше всего угроз таит первый триместр.

Специалисты поясняют, что на самых ранних сроках беременности слизистая оболочка матки трансформируется в децидуальную. Последняя представляет собой один из слоёв плаценты. Децидуальные клетки богаты гликогеном. Это питательное вещество поддерживает развитие плода.

По словам ведущего автора работы Сары Тайхманн (Sarah Teichmann), тонкости взаимодействия материнского организма и организма малыша на этой стадии пока что изучены недостаточно хорошо. А между тем они имеют решающее значение для всей беременности.

Команда Тайхманн решила рассмотреть активность генов отдельных клеток матери и плода. Исследователи собрали данные о работе 70 тысяч лейкоцитов и клеток из плацентарных и децидуальных тканей женщин, которые прервали беременность между 6 и 14 неделями.

При помощи транскриптомики отдельных клеток они оценивали активность генов каждой клетки и получали информацию о содержании конкретных белков.

В результате авторы работы выявили 35 типов уже известных и ещё не изученных клеток, в том числе эмбриональных, которые "оккупируют" ткани матери и способствуют образованию кровеносных сосудов между ними и плодом.

Кроме того, было обнаружено множество видов иммунных клеток, в том числе естественных киллеров, которые, как правило, уничтожают инфицированные и опухолевые клетки.

Затем учёные просмотрели существующие базы данных, чтобы определить, какие из выявленных клеток взаимодействуют друг с другом на основе белковых связей.

Оказалось, что вторгающиеся в ткани матери эмбриональные клетки стимулируют производство особых иммунных клеток, которые обуславливают защитные реакции.

Более того, исследователи увидели, что некоторые естественные киллеры во время таких процессов берут на себя роль "миротворцев". Они предотвращают нападение других иммунных клеток на плод и начинают производить химические вещества, которые способствуют развитию плода и кровеносных сосудов.

Как выяснилось, работа клеток-"миротворцев" контролируется одним из типов децидуальных клеток, известных как стромальные (один из слоёв плаценты называется строма, это соединительная ткань, содержащая сосуды).

"Теперь мы можем подробно разобраться, как [клетки] общаются друг с другом. Наши результаты также демонстрируют несколько уровней регулирования иммунитета, которые ранее не принимались во внимание", — отмечает Сара Тайхманн.

Её научная группа уже создала базу данных, работающую в режиме онлайн, чтобы коллеги из разных стран могли присоединиться к изучению новых данных. В результате специалисты смогут более тщательно исследовать процессы и механизмы развития жизни на ранних этапах. И, что более важно, эти сведения помогут понять природу различных нарушений во время беременности и снизить вероятность осложнений.

Научная статья по итогам этой работы опубликована в журнале Nature.

Напомним, что ранее другая команда учёных получила похожие данные, изучая ранние этапы эмбрионального развития мышей. Проводя аналогию с людьми, авторы этого исследования предположили, что новые "настройки" сохраняются в организме матери и после рождения малыша. Поэтому во время последующих беременностей возникает, как правило, меньше осложнений.

Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали о том, что развитие зародыша, выкидыши и аномалии при беременности специалисты начнут изучать "в пробирке", при помощи искусственных эмбрионов. Кроме того, мы рассказывали об особом тесте, который поможет на ранних сроках определить вероятность выкидыша, преэклампсии и даже рождения близнецов.